От края на 50-те години на ХХ век астрономите са наясно, че дискът на Млечния път, където се намират огромна част от звездите в галактиката ни, не е плосък, а леко огънат. Ако прибегнем до сравнения, формата наподобява периферията на бомбе с един повдигнат край и огънат надолу противоположен. В продължение на много години експертите се опитват да разберат и намерят обяснение на това изкривяване. Предложени са няколко различни теории, като най-популярни сред тях са тази за влияние от междугалактическо магнитно поле и ефектът от хало от тъмна материя, която според очакванията, обгръща галактиката. Ако огромен облак от тази материя, която все още не сме се научили да регистрираме, има неправилна форма, гравитацията му може да огъне галактическия диск.
Всъщност, наскоро събраните данни от обсерваторията Gaia на Европейската космическа агенция (ESA), може би дават ключа към разгадаване на въпроса за огъването на диска на Млечния път. Gaia работи по уникална програма, като изследва над един милиард от звездите в галактиката ни. Екип астрономи, анализирайки данните от Gaia, в които са включени много точни измервания за местоположението и скоростта на движение на 1,7 милиарда звезди, са разработили триизмерна карта на Млечния път. Когато е известна скоростта, с която се движат отделни звезди, учените имат възможност да създадат „филм“ за историята на галактиката, който да описва движенията на светилата напред и назад във времето в продължение на милиони години.
Все едно сте измерили скоростта и посоката на движение на автомобил за кратък период от време и на база на тези данни може да опитате да моделирате миналата и бъдещата траектория на движението му. Когато разполагаме с измервания за голям брой „автомобили“, е възможно да моделираме потоците на движенията им. По същия начин, измервайки видимите движения на милиарди звезди по небесния свод, можем да създадем модели на мащабни процеси, какъвто например е движението на диска на галактиката ни.
Анализът, който астрономите са провели, показва, че с течение на времето изкривяването на диска на Млечния път променя ориентацията си. Процесът може да се сравни с промяната на наклона на оста на въртящ се пумпал, което води до промяна в направлението му. Явлението във физиката се нарича прецесия. В конкретния случай се оказва, че скоростта, с която се завърта изкривяването на диска, е много по-висока, отколкото се очаква. Един оборот около центъра на Млечния път му отнема време от около 600-700 милиона години. Всичко това е далеч по-бързо случващ се процес, отколкото показват изчисленията, направени на база хипотезите за влияние от междугалактическо магнитно поле или хало от тъмна материя.
Всичко това подсказва, че деформирането на диска на Млечния път би следвало да е предизвикано от някакво друго взаимодействие, при това – доста мащабно. Разработените модели показват, че такава причина може да се окаже продължаващо и в момента стълкновение с малка галактика. То поражда „вълнички“ по диска на Млечния път, подобно на вълните, които се образуват, когато хвърлим камък във вода.
В червения овал е оградена галактиката-джудже Стрелец |
За момента учените нямат отговор на въпроса, коя конкретна галактика е предизвикала тези „вълнички“ и кога точно е започнала евентуалната колизия. Един от претендентите за причинител на изкривяването е галактиката-джудже Стрелец, която се върти около Млечния път. Астрономите предполагат, че в миналото тази галактика на няколко пъти се е провирала през галактическия диск на Млечния път. Последното такова стълкновение, вероятно, се е случило преди около 300-900 милиона години. Астрономите освен това са убедени, че галактиката Стрелец постепенно ще бъде погълната от нашата галактика и този процес вече протича.
По-рано, благодарение на данните от Gaia, бяха открити доказателства за сблъсквания на Млечния път с други галактики, случили се в по-близкото или по-далечно минало (в космическите времеви мащаби, разбира се). Следите от тези колизии може да се наблюдават милиарди години след случването им по траекториите на движение на големи групи от звезди.
Трябва да се отбележи, че скоростта, с която изкривяването на диска променя положението си, е по-ниска от скоростта, с която самите звезди се въртят около центъра на галактиката. Например, нашето Слънце извършва един оборот за 220 милиона години. Но следва да се има предвид, че ние се намираме на дистанция от 26 000 светлинни години от ядрото на галактиката и „по нашите места“ амплитудата на деформацията е съвсем малка. Използваните в анализа измервания са за външните области на галактическия диск, намиращи се на разстояние над 52 000 светлинни години от центъра.
Спътникът Gaia работи вече шеста година и продължава сканирането на небосвода. Учените от общоевропейския консорциум анализират постъпващите данни и с нетърпение очакват новите порции от тях. Предвидени са два нови транша с информацията, събрана от Gaia – в края на 2020 година ще е първият, а вторият е планиран за след средата на 2021 година.
Резултатите от новото изследване са публикувани в списание Nature Astronomy.